Введение

Устройство, используемое для подавления какого-либо явления.

Снаббер – это устройство, используемое для подавления ("гашения") явления, такого как переходные процессы напряжения в электрических системах, переходные процессы давления в гидравлических системах (вызванные, например, гидравлическим ударом) или избыточная сила или быстрое движение в механических системах.

Электрические системы

Снабберы часто используются в электрических системах с индуктивной нагрузкой, где резкое прерывание тока приводит к возникновению большой противоЭДС – скачку напряжения на элементе, осуществляющем переключение тока, который противодействует изменению тока в соответствии с законом Фарадея. Этот переходный процесс может быть источником электромагнитных помех (EMI) в других цепях. Кроме того, если напряжение, возникающее на элементе, превышает допустимое для него значение, это может привести к его повреждению или разрушению. Снаббер обеспечивает временную альтернативную цепь для тока, обходя элемент переключения, чтобы индуктивный элемент мог безопасно разрядиться. Индуктивные элементы часто возникают непреднамеренно из-за контуров тока, обусловленных физической компоновкой схемы, например, длинными и/или сложными проводами. Хотя переключение тока происходит повсеместно, снубберы обычно требуются только там, где коммутируется значительный ток, например, в блоках питания. Снабберы также часто используются для предотвращения искрения на контактах реле и переключателей, электрических помех или прилипания контактов, которое может произойти (см. также подавление искрения).

Резистор-конденсатор (RC)

Простой RC-снуббер использует небольшой резистор (R), включенный последовательно с небольшим конденсатором (C). Эта комбинация может быть использована для подавления резкого скачка напряжения на тиристоре, предотвращая его ложное включение; это достигается путем ограничения скорости нарастания напряжения ( ) на тиристоре до значения, которое не приведет к его срабатыванию. Правильно спроектированный RC-снуббер может использоваться как с постоянными, так и с переменными нагрузками. Этот тип снуббера обычно применяется с индуктивными нагрузками, такими как электродвигатели. Напряжение на конденсаторе не может изменяться мгновенно, поэтому через него будет протекать затухающий переходный ток в течение доли секунды, что позволяет напряжению на выключателе нарастать медленнее при его размыкании. Определение рабочего напряжения может быть сложным из-за характера переходных процессов, и может определяться просто по мощности компонентов снуббера и области применения. RC-снубберы могут быть изготовлены из отдельных компонентов, а также выпускаются в виде единого устройства (см. также ячейку Бушеро).

Диоды

Когда протекает постоянный ток, обычный выпрямительный диод часто используется в качестве снубера. Снуберный диод подключается параллельно индуктивной нагрузке (например, катушке реле или электродвигателя). Диод устанавливается таким образом, чтобы он не проводил ток в нормальных условиях. Когда внешний управляющий ток прерывается, ток индуктивности начинает протекать через диод. Накопленная энергия индуктивности затем постепенно рассеивается за счет падения напряжения на диоде и сопротивления самой индуктивности. Одним из недостатков использования простого выпрямительного диода в качестве снубера является то, что он позволяет току продолжать протекать в течение некоторого времени, из-за чего индуктивность остается активной немного дольше, чем требуется. При использовании такого снубера в реле этот эффект может вызвать значительную задержку в отключении или разъединении исполнительного механизма. Диод должен немедленно переходить в режим прямого включения при прерывании управляющего тока. Большинство обычных диодов, даже "медленные" силовые кремниевые диоды, способны включаться очень быстро, в отличие от их длительного времени обратного восстановления. Для подавления колебаний в электромеханических устройствах, таких как реле и двигатели, их вполне достаточно. В высокоскоростных приложениях, где переключение происходит быстрее 10 наносекунд, например, в некоторых импульсных регуляторах напряжения, могут потребоваться "быстрые", "ультрабыстрые" или диоды Шоттки.

Резистор-конденсатор-диод

Более сложные схемы используют диод с RC-цепью.

Твердотельные устройства

В некоторых цепях постоянного тока используется варистор из недорогого металлического оксида, называемый варистором оксида металла (MOV). Они могут быть униполярными или биполярными, подобно двум последовательно включенным обратно направленным кремниевым стабилитронам, но склонны к износу после поглощения примерно дюжины максимальных номинальных джоулей энергии, например, при защите от молний, однако подходят для меньших энергий. Сейчас, благодаря более низкому последовательному сопротивлению (Rs) в полупроводниках, они обычно называются подавителями переходных напряжений (TVS) или устройствами защиты от импульсных перенапряжений (SPD). Подавители переходных напряжений (TVS) могут использоваться вместо простого диода. Диодный зажим на катушке замедляет отключение реле ( ) и, следовательно, увеличивает дугу на контактах при нагрузке в виде двигателя, которому также требуется демпфер. Диодный зажим хорошо подходит для остановки однонаправленного двигателя, но для двунаправленных двигателей используется биполярный TVS. Стабилитрон с более высоким напряжением, такой как TVS, может заставить реле отключаться быстрее, чем при использовании простого диодного зажима, поскольку сопротивление (R) выше по мере роста напряжения до уровня зажима. Стабилитрон, подключенный к земле, защищает от положительных импульсов, превышающих напряжение пробоя стабилитрона, и от отрицательных импульсов, превышающих прямое падение напряжения обычного диода. Диоды подавления переходных напряжений подобны кремниевым управляемым выпрямителям (SCR), которые срабатывают от перенапряжения, а затем ограничивают напряжение, подобно транзисторам Дарлингтона, обеспечивая меньшее падение напряжения в течение более длительного времени. В цепях переменного тока нельзя использовать демпфер с выпрямительным диодом; если простого RC-демпфера недостаточно, необходимо использовать более сложную конструкцию двунаправленного демпфера.

Механические и гидравлические системы

Снабберы для труб и оборудования используются для управления перемещениями при нештатных ситуациях, таких как землетрясения, остановы турбин, закрытие предохранительных клапанов, клапанов сброса давления или гидравлических предохранителей. Снабберы обеспечивают свободное тепловое расширение/сжатие компонента в нормальных условиях, но ограничивают его перемещение при возникновении нештатных ситуаций. Гидравлический снаббер допускает прогиб трубы в нормальных условиях эксплуатации. При воздействии ударной нагрузки снаббер активируется и действует как ограничитель, предотвращая перемещение трубы. Механический снаббер использует механические средства для создания удерживающей силы.